脊柱手术器械的前世今生

1. Wilder G. Penfield (1891–1976)：彭菲尔德剥离子

彭菲尔德剥离子包括5种钝头儿剥离子，主要用于轻柔地处理神经组织。图1中左侧图片为第4号剥离子，是脊柱手术中常用的一种。

Wilder Penfield，怀尔德·彭菲尔德(图1右)，是20世纪具有影响力的脑外科医生之一。他的父亲和祖父都是内科医生。1928年，他在德国学习了Otfrid Foerster治疗创伤后癫痫的技术，并发明了彭菲尔德剥离子。在对Foerster的技术充满敬畏的同时，他发现临床上缺少轻柔处理脑组织的器械。例如，他发现临床上常用海绵包裹钳状骨针或缝合针后来处理脑组织，这令他非常烦恼。因此，回到美国前，他招募工匠制作了5个“精致的剥离子”。

1928年他回到美国，并于1934年创立蒙特利尔神经病学研究所，开始使用Foerster技术局麻下使用脑图切除癫痫病灶，他也因此为脑外科做出了十分巨大的贡献。

2. Lars G. F. Leksell (1907–1986)：雷克塞尔咬骨钳

莱克塞尔椎板切除咬骨钳(图2左)主要用于切除棘突和咬薄椎板，有时用于椎板切除时的中央部减压。Lars Leksell，拉斯·雷克塞尔(图2右)，1907年生于瑞典，原本励志成为一名律师，但一次车祸后，他在骨科接受治疗护理期间更改了志愿，励志学医。

1940年，雷克塞尔参加了芬兰冬季战争(1939-1945)，雷克塞尔咬骨钳也是在此期间出现。他发明雷克塞尔咬骨钳的主要目的是提高椎管内弹片取出手术的椎板切除效率。咬骨钳的生产商Stille将雷克塞尔咬骨钳比喻为“芭蕾舞女演员”，“它的形式与平衡对艺术而言是必不可少的”。

雷克塞尔在其他方面也对神经外科作出了很多贡献，例如他发明了伽玛刀。他在创新与手术器械设计方面具有非常的天赋。

3. Russell A. Hibbs (1869–1932)：希布斯牵开器

希布斯牵开器(图3左)主要用于牵开椎旁肌，以利于显露关节突关节与侧隐窝。

Russell Hibbs，罗素·希布斯(图3右)，生于美国，年仅31岁时即成为纽约骨科医院的外科主任。他是早通过关节融合术治疗附件结核的医生之一。他发明了一种关节融合术，并将理论用于脊柱结核的治疗。早的希布斯脊柱融合术是棘突间融合，随后扩展为椎板间与小关节突间融合。虽然现在并不清楚他发明希布斯牵开器的具体时间，但是希布斯牵开器的设计目的就是融合手术时显露椎板。希布斯牵开器是早期脊柱融合手术时的主要前开器。

4. E. W. Woodson (Dates Unknown)：伍德森牙科器械

伍德森牙科器械(图4左)早是一种牙科充填器械，后来被用于脊柱外科，被当作探针和剥离子。虽然目前已不清楚伍德森牙科器械初是如何用于脊柱外科的，但我们可以把功劳归于器械的设计者伍德森(E. W. Woodson)。伍德森器械于1880年申请专利，图4右即为早的器械示意图。目前，图4右侧上方的器械在脊柱外科中常用。它前端的双角度设计非常实用，因为器械的工作与手柄轴非常接近，这就可以安全地围绕手柄轴进行使用，例如，椎板切除后探查椎弓根外壁，或剥离硬膜腹侧粘连。

将牙科器械变更为脊柱器械的情况(例如伍德森器械)并不少见。在骨科中常用的Freer剥离子原本也是一种牙科器械。上个世纪，我们总能遇见脊柱外科与牙科间的“异花受粉”。

5. Philip D. Kerrison (1872–1944)：克里森咬骨钳

克里森椎板咬骨钳（椎板咬骨钳）（图5A，B）允许外科医生在保护深部结构的前提下安全地咬除骨质。很少有人知道，其实克里森咬骨钳早是用于耳外科手术的。

Philip Kerrison，菲利普·克里森，出生于美国，24岁毕业于南卡罗来纳州医学院，后来又到德国与奥地利学习耳外科。回国后，他成为了一名耳外科医生，并于该期间在“The Laryngoscope”杂志上发表了他的克里森咬骨钳，其用途主要是在治疗化脓性中耳炎时咬除面神经下降段表面的部分骨质。在此之前，上述过程只能使用骨锤与骨凿完成，这种由外至内的操作有可能损面神经，而克里森咬骨钳是有内至外操作，可以保护面神经。

克里森咬除骨质的技术与目前脊柱外科医生使用的技术是类似的。将克里森咬骨钳伸入鼓室内，朝上，将其推进直至触碰官腔上方的骨壁。然后握紧手柄，感到“咬出部分骨质”后取出器械。此时即取出了椎管上壁的部分骨质。在该技术描述中，有一点和脊柱外科医生的观点是完全一致的，即“如果每次咬除骨质后不清理咬骨钳上的骨屑，则有可能损坏咬骨钳”。

现在已没有人知道克里森咬骨钳如何被引入脊柱外科，但它已经是脊柱外科必不可少的手术器械。

6. John A. McCulloch (1938–2002)：麦卡洛特肌肉牵开器

目前，麦卡洛特肌肉牵开器(图6左)仍然是腰椎显微间盘切除术中用于显露的常用手术器械。John McCulloch，约翰·麦卡洛特(图6右)生于加拿大，于多伦多大学毕业后学习脊柱外科专业，并成为东北俄亥俄州大学医学院的骨科教授。他提倡在脊柱外科手术中使用显微镜，并做出了很多贡献。他对显微手术的兴趣始于他作为病人的一段经历。他曾因腰椎间盘突出症接受了显微间盘切除手术。手术5年后，他成为了显微手术的国际专家。

1990年左右，在显微手术中使用的常用固定装置包括威廉斯Williams、Meyerding及Casper牵开器，但使用并不满意。为了克服上述器械的缺点，他发明了自己的麦卡洛特肌肉牵开器。当时，麦卡洛特比较喜欢Meyerding牵开器，因为它有一个牵开棘间韧带的钩和前开肌肉的带齿叶片。因此，麦卡洛特的设计中将钩与带齿叶片并置，并进行定制化设计，然后将其固定于两根平行的固定杆上。安装时牵开器钩的设计在棘间韧带1/2至2/3的位置，而该部位的韧带结构强。牵开器的柱杆结构近似正方形，从而可以施加更大的力量，具有更好的自我维持作用。此外，牵开器的初始颜色设定为黑色，这样就可以尽可能减少显微镜的反光。

麦卡洛特更重要的贡献是其教育事业。作为一名教育家，他撰写了7部专著，进行了304次科学演讲与授课。鉴于他的突出贡献，他获得了1975年国际腰椎学会的沃尔沃奖和2001年北美脊柱协会的威尔茨奖。

7. Wolfhard Caspar (1938–Present)：卡斯帕撑开器与卡斯帕钉

卡斯帕撑开器与卡斯帕钉(图7A，B)目前仍然是颈椎前路间盘切除融合术(anterior cervical discectomy and fusion，ACDF)中处理椎间隙的关键手术器械。Wolfhard Caspar，伍法德·卡斯帕(图7C)，1938年生于拉脱维亚。他儿时的理想是成为一名飞行员，但因视力不符合飞行员要求，他决定像他的父亲和祖父一样成为一名医生。他于德国的萨尔大学获得了医学学位后，又于匈牙利的布达佩斯获得了哲学博士学位。他在萨尔大学完成了神经外科培训，并终身就职于该医院。有趣的是，卡斯帕认为他选择神经外科专业纯属机缘巧合。

卡斯帕钉与椎体撑开器是卡斯帕在1979年为前路颈椎钛板融合手术设计的一整套器械中的一部分。这是颈椎牵拉手术的个标准化规范。自1958年开始，随着ACDF技术的普及，脊柱外科医生将其手术指征由退行性疾病扩展至肿瘤与创伤，并开始使用钉板固定。但是，当时仍缺乏标准的工具。卡斯帕认为，现代颈椎手术的标准工具包括三个基本部分：1.切口显露；2.定位、减压及融合；3.固定。由于标准工具的缺乏，导致了诸多相关问题，例如螺钉固定不佳、螺钉松动及相关手术并发症。

卡斯帕钉-椎体撑开器主要设计用于定位、减压及融合，与传统的椎体撑开器相比具有本质区别。它固定于椎体，而不是传统的椎间隙，这就允许外科医生可以获得完整的椎间隙显露。利用卡斯帕撑开器，外科医师可以牵开2个以上的椎间隙，可以处理外伤或肿瘤，可以使用更大的骨移植物，可以减少终板的破坏。学者们于1992年确定了卡斯帕撑开器的上述作用，同时指出钉牵引系统也更利于前路椎间孔减压时的骨赘切除。

卡斯帕也是显微外科领域的创新者。他证实了显微外科在脊柱手术中的应用价值，并将其用于腰椎间盘突出手术。随后，全世界超过200个外科医师去德国向卡斯帕学习显微手术。卡斯帕的一名学生曾说道：“在卡斯帕探寻手术精确度的过程中，技术与器械是不可分割的”。目前，我们仍然受益于卡斯帕对外科的贡献。

8. Ralph B. Cloward (1908–2000)：克洛尔德拉钩

克洛尔德手持式拉钩(图8左)主要用于颈椎前路手术的显露过程，置于椎体及颈长肌前方。Ralph Cloward，拉尔夫·克洛尔德，1908年出生于美国犹他州盐湖城，父亲是一名军医，专业是耳鼻喉科。克洛尔德完成学业后，作为一名神经外科医生加入了他父亲的团队。在二战期间，克洛尔德是太平洋战区的美国神经外科医师，美国相关文书资料里也记录了他的相关功绩。

1958年，克洛尔德独立报道了他针对ACDF设计的技术与手术器械。该器械包括克洛尔德椎体撑开器和克洛尔德手持式拉钩。其中，克洛尔德手持式拉钩主要用于牵开颈长肌肉，由于拉钩设计得较宽，因此局部的点应力较小。虽然克洛尔德椎体撑开器如今已被卡斯帕撑开器取代，但克洛尔德手持式拉钩目前仍在广泛使用。

克洛尔德是一名开拓者。他对神经外科与脊柱手术长期的贡献是他的椎间融合技术与手术器械，包括后路腰椎融合。而且，他建立了美国家骨库，该骨科可以为融合术提供新鲜冰冻骨移植物。不幸的是，和其他很多先驱者一样，克洛尔德的创新工作在早期遇到了很多抵抗。他曾经写道：“你总是可以分辨出谁是先驱者，因为先驱者的背上插满了箭头”。终，克洛尔德对脊柱外科的贡献获得了认同，1990年他人生中次获得了神经外科学会/美国神经外科医师协会颁发的终身成就奖。

讨论/总结

回顾上述先辈们的经历，不仅表达了我们对其贡献的敬仰之心，使我们更好地了解了这些手术器械的使用，也更深刻地理解了创新思维在脊柱外科发展历史中的意义。

文章来源

Buraimoh M et al. Origins of eponymous instruments in spine surgery. J Neurosurg Spine. 2018 Sep 14:1-8.